超硬核之Java异常篇，入内不亏

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Java 异常

什么是异常？

异常的英文单词是exception，字面翻译就是“意外、例外”的意思，也就是非正常情况。事实上，异常本质上是程序上的错误，包括程序逻辑错误和系统错误。

生活实例：在我们日常生活中,有时会出现各种各样的异常,例如:职工小王开车去上班,在正常情况下,小王会准时到达单位。但是天有不测风云,在小王去上班时,可能会遇到一些异常情况,比如小王的车子出了故障,小王只能改为步行.

所以可以理解为：异常指程序运行中出现的不期而至的各种状况,如:文件找不到、网络连接失败、非法参数等。

产生异常的原因

异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：
1、用户输入了非法数据。
2、要打开的文件不存在。
3、网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。
这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。

对于我们判断异常情况来说，主要有三种类型的异常：
1、检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
2、运行时异常：运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
3、错误：错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

Java异常总体结构

在Java中，把异常当作对象来处理，异常对象都是派生于Throwable类的一个类实例。java.lang.Throwable作为所有异常的超类
Java异常层次结构图：
在这里插入图片描述
根据上图，所有异常类都是Throwable的子类，主要分为两部分：错误Error和异常Exception
错误Error:不希望被程序捕获或者是程序无法处理的错误。
异常Exception:表示用户程序可能捕捉的异常情况或者说是程序可以处理的异常。

在Exception异常分支后面，又通常分为接口异常(IOException)和运行时异常(RuntimeException)，对于运行时异常又分为很多异常，比如类异常、空指针异常、数组越界异常等

Error 和Exception 区别与联系

通常我们遇到异常，怎么判断是Error异常还是Exception异常呢？
下面就来介绍一下Error和Exception之间的区别与联系吧

Error

Error 类对象由 Java 虚拟机生成并抛出，大多数错误与代码编写者所执行的操作无关。

通常遇到Error错误，大多数我们也无能为力，跟我们不相关。

一般主要是Java虚拟机运行错误（ Virtual MachineError ），当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError 。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止；

Exception

运行时异常

在Exception 分支中有一个重要的子类RuntimeException （运行时异常），通常有ArrayIndexOutOfBoundsException （数组下标越界）、NullPointerException （空指针异常）、ArithmeticException （算术异常）、MissingResourceException （丢失资源）、
ClassNotFoundException （找不到类）等异常。

这些异常我们是可以进行捕获来处理的，一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

非运行时异常

还有一种是RuntimeException 之外的异常我们统称为非运行时异常，属于Exception 类及其子类。如：IOException 、SQLException 等以及用户自定义的Exception 异常

这些从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过

Java中如何处理异常？

java异常处理本质：抛出异常和捕获异常

抛出异常

异常情形：指阻止当前方法或作用域继续执行的问题。

具体过程：因为在当前环境下无法获得必要的信息来解决问题，你所能做的就是从当前环境中跳出，并把问题提交给上一级环境，这就是抛出异常时所发生的事情。

if(stu == null){
	throw new NullPointerException();
}

捕获异常

如果程序出现了异常，就能够详细的打印是什么原因导致了异常并且能够做出相应的处理，能够显示详细的Log

如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:

该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws)。
在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。

异常处理的关键字

总共有5个关键字，分别是： try 、catch 、finally 、throw 、throws
下面来一一介绍关键字具体功能：
try – 用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。
catch – 用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。
finally – finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的物力资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块，执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止。
throw – 用于抛出异常。
throws – 用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常。

处理异常

try-catch

try{
//code that might generate exceptions 编写可能产生的异常(监控区域)
}catch(Exception e){
//the code of handling exception1 处理异常1
}catch(Exception e){
//the code of handling exception2 处理异常2
}

要明白异常捕获，还要理解监控区域（guarded region）的概念。它是一段可能产生异常的代码，并且后面跟着处理这些异常的代码。
因而可知，上述try-catch 所描述的即是监控区域，关键词try 后的一对大括号将一块可能发生
异常的代码包起来，即为监控区域。将异常抛出监控区域之外，由Java运行时系统负责寻找匹配的catch 子句来捕获异常。若有一个catch 语句匹配到了，则执行该catch 块中的异常处理代码，就不再尝试匹配别的catch 块了。

匹配原则：如果抛出的异常对象属于catch 子句的异常类，或者属于该异常类的子类，则认为生成的异常对象与catch 块捕获的异常类型相匹配

下面就来用实例来真实展示吧

public class TestException {
	public static void main(String[] args) {
			int a = 1;
			int b = 0;
			try { // try监控区域
				if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通过throw语句抛出异常
				System.out.println("a/b的值是：" + a / b);
				System.out.println("this will not be printed!");
			}
			catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉异常
				System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0！");
			}
			System.out.println("程序正常结束。");
		}
}

输出
程序出现异常，变量b不能为0！
程序正常结束。

也可以使用多重Catch语句：很多情况下，由单个的代码段可能引起多个异常，处理这种情况，我们需要定义两个或者更多的catch 子句，每个子句捕获一种类型的异常，当异常被引发时，每个catch 子句被依次检查，第一个匹配异常类型的子句执行，当一个catch 子句执行以后，其他的子句将被旁路。

编写多重Catch语句注意事项：
顺序问题：先小后大，即先子类后父类

throw

如果程序代码try catch处理不了某种异常（比如异常并不是该代码块产生，只有抛出）、不知道如何处理该异常、不想try catch，都可以使用抛出。但是，只要程序不停的调用这个方法，就要不停的抛出。

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		new Test2().demo();
	}
 
	public void demo() throws Exception{
		int x = 1;
		if(x == 1)
			throw new Exception("手动抛出异常");
	}

throws

一个方法可以引发的所有其他类型的异常必须在 throws 子句中声明，否则会导致编译错误。

public void info() throws Exception
{
		//body of method
}

throws 抛出异常的规则：

如果是不受检查异常（ unchecked exception ），即Error 、RuntimeException 或它
们的子类，那么可以不使用throws 关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行
时会被系统抛出。
必须声明方法可抛出的任何检查异常（ checked exception ）。即如果一个方法可能出现受可
查异常，要么用try-catch 语句捕获，要么用throws 子句声明将它抛出，否则会导致编译错误
仅当抛出了异常，该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候，应该继续抛出，而不是囫囵吞枣。
调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法，则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。

finally

最终，不管是否发生异常，该代码块都将被执行

try, catch,finally ,return 执行顺序
1．执行try，catch ，给返回值赋值
2．执行finally
3．return

自定义异常

使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外，用户还可以自定义异常。用户自定义异常类，只需继承Exception 类即可

在程序中使用自定义异常类，大体可分为以下几个步骤:
1、创建自定义异常类。
2、在方法中通过throw 关键字抛出异常对象。
3、如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try-catch 语句捕获并处理；否则在方法的
声明处通过throws 关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作。
4、在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。